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张友民: 作品数：16 被引量：100H指数：6; 供职机构：康考迪亚大学更多>>; 发文基金：国家自然科学基金陕西省自然科学基金陕西省教育厅自然科学基金更多>>; 相关领域：自动化与计算机技术航空宇航科学技术机械工程交通运输工程更多>>

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自动驾驶车辆运动规划方法综述被引量：24: 2018年; 自动驾驶车辆的规划决策模块负责生成车辆的行驶行为,是体现车辆智慧水平的关键。规划决策模块中的运动规划环节负责生成车辆的局部运动轨迹,是决定车辆行驶质量的直接因素。文章总结了近年来国内自动驾驶运动规划相关研究成果,将现有算法归纳为曲线插值方法、采样方法、机器学习方法以及最优控制方法,分析了各类方法的优缺点。可以预见,未来各类算法将进一步进行融合,取长补短。在运动规划算法的设计中,如何精准建模描述车辆运动过程,如何客观清晰地描述环境情况,如何完成算法的容错冗余设计,如何简化求解难度以及如何保障算法的泛化求解能力,将是今后关注的重点。; 李柏张友民邵之江; 关键词：自动驾驶路径规划

自动泊车运动规划方法综述被引量：1: 2024年; 自动泊车是自动驾驶车辆在低速行驶场景中的核心技术之一,已被广泛应用于各类车型中。运动规划确保所规划出的轨迹能指引车辆从起始位姿无碰撞、符合运动学规律地行驶至目标位姿,是体现自动泊车智能水准的关键技术模块。随着当前自动驾驶技术从初步的技术原型研究逐渐向产业化应用转型,低速自动驾驶领域中的自动泊车技术成为了这一转型过程中的关键突破点。文章回顾了现有的应用于自动泊车领域的运动规划方法,将其归纳为几何方法、采样方法、搜索方法、数值优化方法以及机器学习方法等类别,并对各类方法的发展历程与技术特点进行了回顾;探讨了自动泊车运动规划方法的未来研究方向,具体包括构建泛化性更强的模型、提升规划方法的稳定性、关注在线实时高质量重规划的能力与防御性驾驶的能力,以及考虑与其他交通参与者的交互等。; 陈晓明李柏范丽丽张友民; 关键词：自动泊车路径规划

虚假数据注入攻击下多无人机韧性容错协同控制: 2023年; 针对同时具有虚假数据注入(false data injection,FDI)攻击与执行器故障下的多无人系统编队协同跟踪问题,提出了一种基于FDI攻击检测机制与故障观测器的韧性容错协同控制新方法。首先,以二阶非线性固定翼无人机模型作为多无人系统研究对象;其次,构建了带有概率约束的贝叶斯概率检测模型对FDI攻击进行检测,作为韧性容错协同控制器的辅助系统;之后,设计了包含执行器故障补偿的韧性容错协同跟踪控制器,并利用Lyapunov稳定性理论证明系统的渐进稳定;最后,通过仿真验证了设计的控制器针对FDI攻击与执行器故障的安全性与可靠性以及编队跟踪能力。; 杨海川余自权张友民; 关键词：执行器故障

基于轻量化的高分辨率鸟群识别深度学习网络被引量：4: 2023年; 针对机场低空区域鸟类对飞行器起飞和降落带来的安全问题,提出一种轻量型高分辨率的鸟群场景识别网络,用于实现鸟群的计数和定位.该网络以高分辨率网络为基础框架,使用非对称卷积和Ghost模块对网络进行轻量化,并在网络的第四阶段引入联合金字塔上采样模块,提升模型对多尺度特征的融合能力.进一步提出联合使用负样本抑制损失函数,用于监督网络的训练过程,使网络更加关注于鸟类目标.将所提出的模型在鸟群数据集上进行实验,实验结果表明:本方法可以有效对鸟群进行计数和定位,并在模型性能和模型参数量上达到了平衡.为进一步验证所提出方法的有效性,在两个人群数据集(Shanghai Tech,UCF-QNRF)上进行训练与测试,证明其具有较高的准确性和鲁棒性.; 王蕊史玉龙孙辉张友民

基于球形超声电机的仿生眼的设计和仿真（英文）被引量：6: 2013年; 视觉系统是自主机器人的核心。为了实现类似人眼复杂运动的一些视觉运动,如目标跟踪、图像稳定和前庭动眼发射,我们设计了一套基于球形超声电机(SUSM)的,具有三个旋转自由度机器人仿生眼机构。球形超声电机具有结构紧凑,占空间小,响应快,定位精度高,低速时转矩大,磁场兼容性强等特点。因此基于球形超声电机的仿生眼可以有效解决机器人工作时的视觉不稳定问题。本仿生眼由三个背面粘有若干压电陶瓷片的环形定子和作为摄像头驱动器的球形转子组成。三个定子内的特制螺旋弹簧变形后产生三个相同的压紧力后,然后通过摩擦传动驱动转子振动。通过对本仿生眼虚拟样机的仿真,分析了其旋转速度、旋转力矩和响应时间等,从而初步证明本设计的合理性和有效性。; 罗均黄潮炯李恒宇谢少荣张友民; 关键词：机械电子工程仿生眼三自由度机械设计

Opportunities, Challenges, and Developments on Fault Diagnosis, Fault-Tolerant Cooperative Control Techniques with Applications to Unmanned Systems: Unmanned systems including Unmanned Aerial Vehicles/Systems(UAVs or UASs),Unmanned Ground Vehicles(UGVs),and U...; 张友民; 文献传递

基于半空间约束理论的自动泊车高性能轨迹优化方法: 2024年; 轨迹规划是车载自动泊车系统中的重要功能,而现有的泊车轨迹规划算法无法兼顾算法泛化性、计算精度、求解时效性以及结果最优性。现采用基于数值优化的轨迹规划技术路线,首先将泊车轨迹规划任务表述为一则通用的最优控制问题;随后提出半空间约束理论,结合概略轨迹先验信息将原本具有高维度、强非凸非线性特点的名义避障约束简化为线性不等式约束,继而利用信任域约束进一步降低线性不等式约束的规模;最后调用非线性规划求解器对简化后的最优控制问题进行数值求解,可在极短时间内生成高精度数值最优泊车轨迹:将上述泊车轨迹规划方法命名为预设空间快速优化法。大量仿真试验表明,在同样使用混合A^(*)搜索算法提供先验的概略轨迹的前提下,预设空间快速优化法的求解成功率、计算耗时以及结果最优性均优于OBCA(Optimization-based collision avoidance)、LIOM(Lightweight iteratwe optimization method)等主流泊车轨迹优化算法。; 陈晓明李柏范丽丽王涯舟张坦探张友民曹东璞; 关键词：自动泊车非线性规划智能车

移动机器人生物启发式变结构轨迹跟踪控制被引量：11: 2018年; 针对移动机器人反演轨迹跟踪控制中的速度跳变与速度跟踪问题,提出一种采用生物膜电压模型和反演滑模方法的移动机器人生物启发式变结构轨迹跟踪控制系统。首先基于移动机器人的运动学模型建立位姿跟踪回路,即利用生物启发式膜电压模型获取虚拟的位姿误差信号,并结合Lyapunov函数设计反演控制器来解决速度跳变;然后考虑移动机器人的动力学模型设计速度跟踪回路,构造基于组合趋近律的滑模变结构力矩控制器来保证速度跟踪;接下来,根据Lyapunov理论对所提系统的稳定性进行证明;最后,以iRobot Create移动机器人为控制对象进行直线、圆和折线轨迹跟踪控制的仿真研究。通过分析比较初始阶段和拐点处的跟踪误差、速度和力矩,验证了所提系统的有效性。; 马晓敏刘丁刘丁辛菁; 关键词：移动机器人反演控制滑模变结构

自动驾驶故障安全运动规划方法综述被引量：2: 2021年; 故障安全运动规划方法隶属于自动驾驶车辆的车端决策模块,其研究目前处于快速发展的初期阶段。与经典的运动规划算法相比,故障安全运动规划算法致力于生成尽量保证乘客和车辆安全且能够充分利用剩余自动驾驶能力(感知、决策和控制能力)的局部运动轨迹;充分发掘运动规划的潜力与智慧属性,以弥补或缓解系统各模块的可能故障,为自动驾驶系统提供高自主性行驶安全保障。文章梳理和回顾了故障安全运动规划领域现有研究成果,首先介绍了故障安全运动规划的历史渊源、故障类型并归纳其定义,阐述了感知、决策与控制模块分别发生故障时的故障安全规划方法,最后展望该领域未来的发展方向。; 唐仕祺李柏张友民; 关键词：自动驾驶

多无人机编队避障和编队重构方法: 2024年; 针对多无人机(UAV)编队飞行过程中的避障和故障问题,提出一种编队动态变换与重构方法。编队内UAV将障碍物和其余UAV作为动态威胁,根据当前飞行环境自适应地改变航迹评价函数的得分权重,提高编队在动态环境下的避障能力;当编队中某一UAV故障时,对剩余UAV进行编队队形重构,改变动态窗口法(DWA)目标函数中僚机相对于长机的位置,实时调整得到新的编队,从而实现容错编队飞行。仿真实验结果表明,所提编队避障和重构方法能够实现动态避障以及单机故障或动力不足情况下的容错编队飞行;与传统DWA相比,所得到的编队无人机间距离误差更小。; 穆凌霞周政君王斑张友民薛向宏宁凯凯; 关键词：无人机队形变换队形重构

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